引 言
含有機(jī)鹵化物的HC發(fā)煙劑的作用原理是金屬奪取有機(jī)物中的氯生成金屬氯化物，且放出大量的熱，金屬氯化物受熱升華而形成煙。在金屬氯化物中以氯化鋅形成的煙^佳。^常用HC發(fā)煙劑是C型發(fā)煙劑，由氧化鋅、鋁粉、六氯乙烷組成，其中氧化鋅對(duì)HC發(fā)煙劑的性能影響較大，容易引起重大質(zhì)量事故。本文通過(guò)對(duì)HC發(fā)煙劑的研究，結(jié)合生產(chǎn)中的質(zhì)量問(wèn)題，提出了對(duì)氧化鋅的要求，進(jìn)廠驗(yàn)收及混藥前氧化鋅的處理方法，給出不同工藝方法生產(chǎn)的氧化鋅及其含量對(duì)HC發(fā)煙劑性能的影響。
1 氧化鋅的物化性能
氧化鋅為白色無(wú)定形粉末。無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)砂性。受熱呈檸檬黃色，冷卻后又恢復(fù)白色。密度5.47g/cm3，熔點(diǎn)1800℃。氧化鋅不溶于水和醇，溶于酸、堿和氨水。在空氣中能緩慢吸收二氧化碳和水生成碳酸鋅。氧化鋅有兩種生產(chǎn)工藝，一種是直接法生產(chǎn)氧化鋅，即用碳酸鋅礦石分解生產(chǎn)氧化鋅，此種氧化鋅含雜質(zhì)較多；另一種是間接法生產(chǎn)氧化鋅，即鋅錠在高溫時(shí)吹入氧氣而生產(chǎn)氧化鋅，該氧化鋅含雜質(zhì)較少。這兩種工藝方法生產(chǎn)的氧化鋅用于HC發(fā)煙劑都能滿足性能要求。
2 混藥前對(duì)氧化鋅的處理方法及分析
氧化鋅的使用期為半年。在空氣中氧化鋅能緩慢吸收二氧化碳和水生成碳酸鋅。在HC發(fā)煙劑中，當(dāng)有少量的碳酸鋅(一般為0.5%～1.5%)存在時(shí)，能增加發(fā)煙劑的燃燒時(shí)間。當(dāng)碳酸鋅過(guò)多時(shí)，則會(huì)影響發(fā)煙劑的燃燒性能，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致發(fā)煙劑熄火。這是因?yàn)樘妓徜\受熱分解是一個(gè)吸熱過(guò)程，從而降低了發(fā)煙劑燃燒反應(yīng)時(shí)的熱量，破壞了熱平衡，導(dǎo)致熄火。
為了保證HC發(fā)煙劑的燃燒性能和長(zhǎng)期貯存安定性，在混藥前應(yīng)對(duì)氧化鋅進(jìn)行灼燒。灼燒氧化鋅有兩個(gè)目的，一是除去氧化鋅在庫(kù)房存放期間由于吸收二氧化碳和水而生成的碳酸鋅，另外還有少量的碳酸鋁等；二是除去氧化鋅中所含的吸濕性雜質(zhì)，這樣氧化鋅也不再吸濕，從而可確保發(fā)煙劑的性能和長(zhǎng)期貯存安定性。碳酸鋅的熱分解溫度為350℃。碳酸鋅在90℃ 時(shí)放出一些二氧化碳，在350℃，1h完全分解。由于碳酸鋅的熱分解反應(yīng)過(guò)程通常是可逆的，因此，氧化鋅的灼燒溫度應(yīng)高于碳酸鋅的熱分解溫度，以利于平衡向吸熱(分解)反應(yīng)方向移動(dòng)。保證氧化鋅中的碳酸鋅和其它碳酸鹽完全分解。
經(jīng)灼燒后的氧化鋅混藥前應(yīng)進(jìn)行純度、水分含量、差熱及紅外光譜分析，合格后方可用于生產(chǎn)。灼燒后氧化鋅應(yīng)在密閉容器中存放。存放一個(gè)月后檢查，純度和水分發(fā)生了很小變化。而差熱分析和紅外光譜分析結(jié)果無(wú)變化。三個(gè)月至二年內(nèi)的分析結(jié)果均無(wú)變化。純度和水分的變化原因是氧化鋅吸收了密閉容器中的水分。上述試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)灼燒后的氧化鋅，在密封與外界隔離的情況，氧化鋅將不再吸潮。
3 氧化鋅對(duì)HC發(fā)煙劑性能的影響
1) 不同生產(chǎn)工藝方法生產(chǎn)的氧化鋅對(duì)HC發(fā)煙劑性能的影響。直接法和間接法生產(chǎn)的氧化鋅所含雜質(zhì)不同，而在純度和水分含量上基本一致。為拓寬氧化鋅的來(lái)源，我們對(duì)不同工藝方法生產(chǎn)的氧化鋅進(jìn)行性能對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)樣品采用同一配方，只是氧化鋅來(lái)源不同。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，兩種工藝方法生產(chǎn)的氧化鋅其發(fā)煙時(shí)間基本一致(約55s)，但煙的顏色不同。直接法生產(chǎn)的氧化鋅煙的顏色發(fā)灰的原因，是其所含雜質(zhì)種類多于間接法生產(chǎn)的氧化鋅(白色煙)。
2) 氧化鋅的粒度對(duì)HC發(fā)煙劑性能的影響。氧化鋅的粒度對(duì)HC發(fā)煙劑的性能影響很大，這是因?yàn)槿紵磻?yīng)與氧化鋅的破碎度有關(guān)。當(dāng)氧化鋅粒度依次為每厘米18.8，46，80孔時(shí)，相應(yīng)的發(fā)煙時(shí)間為63.74，60.19，55.24s，即氧化鋅的粒度愈小，發(fā)煙劑的發(fā)煙時(shí)間愈短，其燃燒速度愈快。
3) 氧化鋅含量對(duì)HC發(fā)煙劑性能的影響。在鋁粉12%、六氯乙烷43%不變的情況下，將氧化鋅從41%逐漸增加到46%，并分別測(cè)出其發(fā)煙時(shí)間。試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著氧化鋅含量的增加，發(fā)煙時(shí)間逐漸增長(zhǎng)。而且生成煙的顏色也逐漸變白。顏色變白是因?yàn)檠趸\的增加使燃燒反應(yīng)中剩余的氧增多，將游離的碳氧化成一氧化碳或二氧化碳，使游離碳減少，從而使煙的顏色變白。
4 結(jié)論
1) 不同工藝方法生產(chǎn)的氧化鋅，經(jīng)灼燒后用于HC發(fā)煙劑中，對(duì)其性能沒(méi)有影響。
2) 灼燒后的氧化鋅在可靠密封容器中貯存，其純度和水分幾乎不發(fā)生變化，具有良好的貯存性能。
3) 氧化鋅對(duì)HC發(fā)煙劑的性能影響較大，在使用時(shí)應(yīng)按本文的方法進(jìn)行處理。
